淺析110 kV電力繼電保護技術

[摘 要]文章介紹了當前電力系統(tǒng)110 kV繼電保護裝置技術要求，如何使電力系統(tǒng)繼電保護裝置做到高效，安全，可靠的運行將是一個重要問題，對我國電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的意義。

[關鍵詞]110kV；繼電保護；裝置；技術分析

一、繼電保護的概述與基本任務

繼電保護主要是指確保電力系統(tǒng)供電可靠性和保障電氣設備安全。繼電保護的可靠性是指保護裝置在預定時間內(nèi)在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力。一般要求繼電保護裝置滿足選擇性、可靠性、速動性和靈敏性要求，能在電網(wǎng)發(fā)生故障時快速、可靠地動作，有效遏制系統(tǒng)狀態(tài)進一步惡化，起到保障電網(wǎng)安全的作用。繼電保護系統(tǒng)主要根據(jù)電氣元件發(fā)生故障時電力系統(tǒng)的電氣量的變化情況構成保護動作，即該系統(tǒng)由一套或者幾套相互獨立的繼電保護裝置經(jīng)某種方式相連接構成。

繼電保護的首要任務是在被保護元件發(fā)生故障時，確保該元件的繼電保護裝置向距故障元件最近且具有脫離故障功能的斷路器迅速、準確地發(fā)出跳閘命令，使故障元件能夠及時、快速地從電力系統(tǒng)中剝離，從而盡可能地降低電力系統(tǒng)元件本身損壞。這樣，可以最大限度地降低故障元件對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定供電的影響。其次，繼電保護還能夠在一定程度上反映電氣設備的不正常運行狀態(tài)。當設備運行維護條件不當或者設備不正常運行時，繼電保護能夠發(fā)出警示信號，便于自動裝置進行調(diào)節(jié)、自動切除某些危險設備或者提醒值班人員進行及時處理。

二、110 kV繼電保護裝置技術要求

1.繼電保護裝置的設置基本要求。按照電力企業(yè)110kV 供電系統(tǒng)的設計規(guī)范要求，在110kV 的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應設置以下保護裝置：

（1）110kV 線路應配置的繼電保護。110kV 線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5～0.7s，并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護；自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時，應裝設略帶時限的電流速斷保護。

（2）配電變壓器應配置的繼電保護。①當配電變壓器容量小于400kVA 時：一般采用高壓熔斷器保護；②當配電變壓器容量為400～630kVA，高壓側(cè)采用斷路器時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s 時，還應裝設電流速斷保護；對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；③當配電變壓器容量為800kVA 及以上時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s 時，還應裝設電流速斷保護；對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護：另外尚應裝設溫度保護。

（3）分段母線應配置的繼電保護。對于不并列運行的分段母線，應裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除：另外應裝設過電流保護。如采用的是反時限過電流保護時，其瞬動部分應解除；對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。

2.繼電保護裝置的設置

（1）主保護和后備保護。110kV 供電系統(tǒng)中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。當在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護：而動作比較慢的就稱為后備保護。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護，就稱為主保護；當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備保護。后備保護不應理解為次要保護，它同樣是重要的。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備，還可以起到當主保護雖己動作但最終未能達到切除故障部分的作用。

除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。也就是說，出現(xiàn)了保護的死區(qū)，這一死區(qū)就必須利用后備保護來彌補不可。后備保護包括近后備和遠后備，當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護，就叫近后備保護。

（2）輔助保護。為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。另外，110kV 系統(tǒng)中一般可在進線處裝設電流保護；在配電變壓器的高壓側(cè)裝設電流保護、溫度保護（油浸變壓器根據(jù)其容量大小尚應考慮裝設氣體保護）；高壓母線分段處應根據(jù)具體情況裝設電流保護等。

三、110kV電力系統(tǒng)應配置的繼電保護的功能

1.110kV 線路的過電流保護。110kV 線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5～0.7s，并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護，但自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時，應裝設略帶時限的電流速斷保護。

2.110kV 配電變壓器應配置的繼電保護

（1）當配電變壓器容量小于400kVA 時，一般采用高壓熔斷器保護。

（2）當配電變壓器容量為400～630kVA，高壓側(cè)采用斷路器時，應裝設過電流保護。當過流保護時限大于0.5s 時，還應裝設電流速斷保護。對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護。

（3）當配電變壓器容量為800kVA 及以上時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s 時，還應裝設電流速斷保護。對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護，另外尚應裝設溫度保護。

四、110 kV繼電保護的綜合評價

1.定時限過電流保護與反時限過電流保護的配置

110 kV系統(tǒng)中的上、下級保護之間的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當，則會造成保護的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。應該指出，定時限過電流保護的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護的時限級差為0.5s，選擇電網(wǎng)保護裝置的動作時限，一般是從距電源端最遠的一級保護裝置開始整定的。為了縮短保護裝置的動作時限，特別是縮短多級電網(wǎng)靠近電源端的保護裝置的動作時限，其中時限級差起著決定的作用，因此希望時限級差越小越好。但為了保證各級保護裝置動作的選擇性，時限級差又不能太小。雖然反時限過電流保護也是按照時限的階梯原則來整定，其時限級差一般為0.7s。

2.一相接地的保護方式。110kV 中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時，按照傳統(tǒng)方式是采用三相五鐵心柱的JSJW-10 型電壓互感器作為絕緣監(jiān)視。但是，如果選用手車式高壓開關柜后，再繼續(xù)安裝JSJW-10就比較困難，因此較為可取的辦法是采用零序電流保護裝置。

五、結語

綜上所述，隨著社會的不斷進步發(fā)展，生活、工業(yè)用電也隨著增加。為了保證供電系統(tǒng)能正常運行，作為從事電力事業(yè)繼電保護的一名工作人員，我們在工作中不斷地積累和總結，更科學、合理、有效地解決問題，使供電秩序能正常運行，服務于社會。